JPH03197833A - エンジン出力特性の解析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、自動車等の自動変速機の過渡性能等を試験す
るためのダイナモメータに係り、特にエンジン出力特性
の解析方法に関する。

Ｂ３発明の概要 本発明は、供試体を駆動するエンジンの出力特性を解析
するにおいて、 実車又は模擬負荷を持つエンジンと供試体での挙動デー
タと、同じ試験条件にしたダイナモメータでの挙動デー
タとを突合わせてエンジンの出力トルクデータを推測す
ることにより、 エンジンのトルク出力を直接測定することなく実車の挙
動に合致させたエンジン出力特性解析を行う。

Ｃ３従来の技術 変速機の過渡性能試験には、従来から供試変速機とこれ
に対応するエンジンを結合し、エンジンの出力制御によ
って加減速耐久試験や変速フィーリング試験を行ってい
た。このエンジン駆動方式は運転条件の再現を難しくす
る等の問題から電動機駆動方式が提案されている。

この電動機駆動方式になるトランジェントダイナモメー
タは、エンジンと同等以上の低慣性及び出力特性を持つ
低慣性駆動装置によって変速時の大きな速度変化を実現
している。

第４図はトランジェントダイナモメータの装置構成図を
示す。低慣性駆動装置（ＴＲ−ＤＹ）１は低慣性にされ
た直流電動機と増速様構成され、該直流電動機をサイリ
スクレオナード方式の電流制御マイナルーブとしてトル
ク制御又は速度制御を行い、エンジンと同等以上の低慣
性出力を得る。

この駆動装置ｌの軸出力は軸トルクメータ２を介して供
試変速機３の駆動源にされ、供試変速機３の軸出力はト
ルクメータ４を介して吸収用ダイナモメータ５及びフラ
イホイール５Ａの駆動力にされる。

低慣性駆動装置ｌと供試変速機３及び吸収用ダイナモメ
ータ５には夫々専用のコントロールユニット６．７．８
が設けられ、ＴＲ−ＤＹコントロールユニット６はトル
ク又は速度指令が与えられて低慣性駆動装置ｌのトルク
又は速度制御を行う。

このうち、トルク制御にはエンジン特性ジェネレータか
らのトルク指令とトルクメータ２の検出トルクＴ１の突
合せによるフィードバック制御を行う。また、速度制御
には速度指令と速度検出器ＩＯの検出速度Ｎ、の突合せ
によるフィードバック制御を行う。

マイクロコンピュータ構成のエンジン特性ジェネレータ
９は実際のエンジンの出力トルクＴ対速度Ｎ特性をスロ
ットル開度θｉ毎に設定又は測定されたデータを有し、
人力されるスロットル開度と速度検出値Ｎ、から低慣性
駆動装置ｌが出力すべきトルクを求めてトルク指令出力
とする。なお、上記スロットル開度θｉはエンジンの吸
気負圧にされる場合もあるが、以下スロットル開度θｉ
を使って説明する。

Ｄ０発明が解決しようとする課題 従来のトランジェントダイナモメータにおいて、エンジ
ン特性ジェネレータ９は実際のエンジン出力特性の解析
によってデータ収集がなされる。このエンジン出力特性
の解析には、実車の挙動に合致させるために、第５図に
示すように実際のエンジン１１と自動変速機１２の供試
体にトルクメータ１３と模擬負荷を与える吸収用ダイナ
モメータ１４とフライホイール１５を結合した試験装置
構成が考えられるが、自動変速機のトルクコンバータ作
用によってエンジン１１の出力特性（トルク出力ＴＩ）
を直接測定することができない。

そこで、自動変速機１２に代えて手動変速機を結合し、
手動変速機を４速（変速比１対ｌ）のシフト状態でエン
ジンの出力をトルクメータ１３から測定する方法を採用
しているが、エンジン１１に合う手動変速機を用意でき
るとは限らないので実際には測定不可能なことが多い。

また、エンジンメーカのエンジン単体出力特性データを
用いることもあるが、変速機及び負荷を結合した状態で
の出力特性とは異なるものになる。

本発明の目的は、エンジンのトルク出力を直接測定する
ことなく実車の挙動に合致させてエンジンの出力特性を
解析することができる方法を提供することにある。

８１課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するため、供試体を駆動する
エンジンの出力特性を解析して該供試体を電動機駆動す
るダイナモメータの駆動出力データを得るにおいて、実
車又は前記エンジン駆動による供試体に模擬負荷を与え
、該エンジンを一定スロットル開度（θｌ）まで加速し
たときのエンジン回転数（Ｎ２０）と供試体出力回転数
（Ｎ！。）及び出力トルクＣＴｔ。）の波形測定を行い
、前記実車又は模擬負荷に試験条件を合わせた前記ダイ
ナモメータを前記エンジン回転数（Ｎ２０）のデータ（
Ｎ１１）に従って速度制御し、この速度制御での供試体
出力回転数（Ｎｌｌ）と出力トルク（Ｔ□）及び駆動ト
ルク（Ｔ１１）の波形測定を行い、前記エンジン回転数
（ＮＩＯ）と出力回転数（ＮｔＯ）と出力トルク（Ｔｗ
ｏ）を夫々一定時間ずらして前記データ（Ｎｌｌ）と出
力回転数（Ｎ　＊＋）と出力トルク（Ｔ＊＋）の各偏差
が一定値内になる期間の前記駆動トルク（Ｔ１１）を抽
出し、この駆動トルク（Ｔ’＋＋）を前記スロットル開
度（０１）とエンジン回転数データ（Ｎｚ）におけるエ
ンジン出力特性とする。

１０作用 実車又は模擬負荷を使ったエンジンの出力回転数（Ｎ２
０）と供試体の出力回転数（Ｎｔ。）及び出力トルク（
Ｔ２０）の波形と、同じ試験条件にするダイナモでの電
動機出力回転数（Ｎ１１）と供試体の出力回転数（Ｎｌ
ｌ）と出力トルク（Ｔ！Ｉ）とが相似する期間を抽出し
、該期間での電動機出力トルク（’ｒｚ）をエンジン出
力トルクとして推定することでエンジン出力特性を解析
する。

Ｇ、実施例 第１図は本発明の一実施例を示す解析手順図である。ま
ず、第５図の構成のようにエンジン１１と供試変速機１
２に模擬負荷としての吸収用ダイナモメータ１４及びフ
ライホイール１５を結合してエンジン１１のスロットル
開度をθ。（アイドル）から試験開度θ１に加速したと
きのエンジン回転数Ｎｌと自動変速機工２の出力軸回転
数Ｎ、と出力軸トルクＴ、の挙動を波形測定する。この
ときの波形例は第２図に示すように自動変速機１２によ
る自動変速（ｌ速〜３速）がなされろし、出力軸トルク
Ｔ、も変速時にトルクショックを伴う特有の挙動になる
。図中、Ｔ、はエンジン出力軸のトルク予想波形を示す
。

上述のステップＳｌにおける模擬負荷によるデータＮ１
１Ｎ１１Ｔ、の波形図Ｎ　＋ｏ、　Ｎ　２０、　Ｔ　、
ｏは実車において測定したものでも良い。

次に、第４図のダイナモメータ構成において、吸収用ダ
イナモメータ５及びフライホイール５Ａを１１り述のス
テップＳ１での測定時と同じ実車又は模擬負荷に試験条
件を合わせ、また供試変速機３を自動変速機Ｉ２と同じ
ものにし、ＴＲ−ＤＹシコンロールユニット６にはステ
ップＳｔでの波形データＮＩＯを速度指令Ｎ　Ｉ＋とし
て低慣性駆動装置ｌを速度制御する。このステップＳ２
での速度制御において、速度Ｎ１．の変化に対する低慣
性駆動装置】の出力トルクＴＩＩと供試変速機３の出力
トルクＴ２１及び回転数Ｎ　２１を夫々測定する。この
ときの波形図を第３図にステップＳｌでの測定波形図Ｎ
＋ａ、Ｎｔ。、Ｔｔ。、Ｔ＋。と重ね合わせて示す。

上述のステップＳ３での測定波形図は第５図構成の模擬
負荷での波形図に較べてトランジェントダイナモメータ
の制御応答遅れ分だけ時間軸を右ヘシフトしたほぼ相似
形で測定される。

次に、ステップＳ４では測定波形図Ｎ１゜、Ｎｔ。。

Ｔ２０を一定時間（通常は０．１〜０．５秒）ずらした
波形データＮ　＋ｏ’　、　Ｎ　ｔ。′、Ｔ２０′を求
め、これらデータをステップＳ５ではステップＳ３での
測定データＮ　＋　＋　＊　Ｎ　ｔ　ｔ　、　Ｔ　ｔ　
＋との間で夫々偏差を求め、この偏差が予め設定する許
容値内にある期間の出力トルクＴ　、１を抽出する。こ
の抽出トルクＴ１１をそのときの回転数Ｎ　Ｉ　１及び
スロットル開度θ、からスロットル開度θ１における出
力トルクＴ　１１を得、これをエンジン特性ジェネレー
タ９のデータとする（ステップＳ６）。なお、許容偏差
ΔＮ５．ΔＮ２１ΔＴｔ内に入らない期間のトルクＴ、
のデータは許容偏差内に入るトルクデータＴ　１１間で
直線補間等によって決定する。

上述までのステップ８１〜Ｓ６の処理は、スロットル開
度θ１における出力トルク’Ｉ’１１の解析になるもの
で、他のスロットル開度θ。〜θｎも同様の手順で行わ
れ、エンジン特性がスロットル開度θ。〜θｎについて
各速度毎に決定される。

本発明による解析手順によれば、実車又は模擬負荷によ
るエンジンと自動変速機を結合した試験条件でのデータ
Ｎ２０、Ｎｚ。、Ｔｔ０に対し、該試験条件を合わせた
ダイナモメータでエンジン回転数Ｎ　ＩＱによる速度制
御を行うことで実車と同じ試験条件かつエンジン速度（
低慣性駆動装置速度）を得、この状聾でのデータＮｌ１
１　Ｎ、１．　Ｔ２１と各値偏差が許容値内にある範囲
に制限することで実車と同じ運転条件を得、この期間の
トルク’Ｉ’１１をエンジンの出力トルクと推定抽出す
ることで実車の挙動と同じエンジン特性を得る。

なお、実際の解析作業としては、ステップＳｔにおける
測定はスロットル開度θ。〜θｎまで一括測定して各ス
ロットル開度でのデータ保存をしておき、ステップ８２
〜Ｓ６におけるトランジェントダイナモメータを使った
測定とデータ処理をスロットル開度別に一括して行うこ
とで作業の簡単化を図ることができる。

また、実施例では自動変速機を試験する場合のエンジン
出力特性の解析方法を示すが、これはンヤーシダイナモ
メータにおけるエンジン特性ジエネレータのデータを得
る場合など他のダイナモメータにおけるエンジン出力特
性の解析にも適用できる。

Ｈ９発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、実車又は模擬負荷を使
ったエンジンと供試体の挙動を波形測定し、同じ試験条
件にしたダイナモメータで速度変化を一致させたときの
電動機及び供試体の挙動を波形測定し、両測定波形の相
似する期間内の電動機出力トルクをエンジン出力トルク
の推定値とした解析方法とするため、エンジンのトルク
出力を直接測定することなく実車の挙動に合致したエン
ジン出力特性解析及びエンジン特性データを得ることが
できる。これに伴い、ダイナモ試験精度を向上させるし
、供試体の設計や試験時にエンジンメーカからの単体出
力特性データとの比較で実車特性との相異点を知って供
試体の改良やトラブル解決にも利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す解析手順図、第２図は
実車における加速波形図、第３図はトランジェントダイ
ナモメータにおけるＡＳＲ運転時の波形図、第４図はト
ランジェントダイナモメータの装置構成図、第５図は従
来の試験装置構成図である。 ｌ・・・低慣性駆動装置、３・・・供試変速機、５・・
・吸収用ダイナモメータ、５Ａ・・・フライホイール、
６・・・ＴＲ−ＤＹコントロールユニット、７・・・変
速機コントロールユニット、８・・・ダイナモコントロ
ールユニット、９・・・エンジン特性ジェネレータ、１
０・・・速度検出器、！ｌ・・・エンノン、１２・・・
自動変速機、１３・・・トルクメータ、１４・・・吸収
用ダイナ第１図 実施例の解析手順図 モメータ、１５・・・フライホイール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）供試体を駆動するエンジンの出力特性を解析して
   該供試体を電動機駆動するダイナモメータの駆動出力デ
   ータを得るにおいて、実車又は前記エンジン駆動による
   供試体に模擬負荷を与え、該エンジンを一定スロットル
   開度（θ＿１）まで加速したときのエンジン回転数（Ｎ
   ＿１＿０）と供試体出力回転数（Ｎ＿２＿０）及び出力
   トルク（Ｔ＿２＿０）の波形測定を行い、前記実車又は
   模擬負荷に試験条件を合わせた前記ダイナモメータを前
   記エンジン回転数（Ｎ＿１＿０）のデータ（Ｎ＿１＿１
   ）に従って速度制御し、この速度制御での供試体出力回
   転数（Ｎ＿２＿１）と出力トルク（Ｔ＿２＿１）及び駆
   動トルク（Ｔ＿１＿１）の波形測定を行い、前記エンジ
   ン回転数（Ｎ＿１＿０）と出力回転数（Ｎ＿２＿０）と
   出力トルク（Ｔ＿２＿０）を夫々一定時間ずらして前記
   データ（Ｎ＿１＿１）と出力回転数（Ｎ＿２＿１）と出
   力トルク（Ｔ＿２＿１）の各偏差が一定値内になる期間
   の前記駆動トルク（Ｔ＿１＿１）を抽出し、この駆動ト
   ルク（Ｔ＿１＿１）を前記スロットル開度（θ＿１）と
   エンジン回転数データ（Ｎ＿１＿１）におけるエンジン
   出力特性とすることを特徴とするエンジン出力特性の解
   析方法。